基于碳钢-氟塑料复合热管技术的烟气消白烟技术研究
发布时间：2021-05-24 13:08
燃煤电厂冬季烟囱普遍出现“白烟”现象,降低烟气含湿量可以有效消除白烟,但是面临受热面腐蚀问题。本课题针对烟气除湿等一系列问题,提出新型碳钢—氟塑料复合热管并对烟气除湿系统进行了分析研究,为降低烟气含湿量、提高锅炉的能源利用效率提出了切实可行的技术方案。提出新型碳钢—氟塑料复合热管作为燃煤锅炉烟气除湿的主要换热元件,对热管进行了启动性能实验与等温性能实验,证明新型热管具有良好的工程应用价值。并对相应工况下,热管最佳充液率进行探究。研究了锅炉尾部烟气特性,并根据烟气特性分析新型热管应用于烟气除湿的可行性。对于氟塑料导热性能差等缺陷,提出通过小管径、薄管壁、大量换热管的方式进行弥补。研究了特定温度下饱和烟气与冷壁面接触时存在冷凝的对流换热过程,通过CFD模拟计算,得到对流换热系数与烟气流速、冷却水流速、热管间距等之间的变化关系。并在此基础上对换热器结构进行设计分析与计算,最终确定了换热器的换热性能和结构尺寸。对于烟气除湿系统进行经济和环境效益评估。通过计算,该系统按年利用小时5000小时计算,每年向大气减少水蒸气排放47万吨,可明显缓解电厂白烟现象的产生。根据相关文献检测报告计算,每年可减排...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 烟气冷凝除湿技术研究现状
1.3 热管技术研究现状
1.3.1 热管的发展
1.3.2 热管工作原理及优点
1.3.3 热管换热器研究现状
1.4 本课题研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 碳钢—氟塑料复合热管实验研究
2.1 实验内容及方法
2.1.1启动性能实验
2.1.2等温性能实验
2.2 实验系统及装置校核
2.2.1 实验台示意图
2.2.2 实验装置
2.2.3 实验的校核计算
2.3 热管制作过程
2.3.1 清洗
2.3.2 热管的密封与检测
2.3.3 热管充液
2.3.4 热管的抽真空
2.4 热管实验工况及步骤
2.4.1 实验工况
2.4.2 实验步骤
2.5 热管性能实验结果及分析
2.5.1 启动性能研究
2.5.2 等温性能研究
2.6 本章小结
第3章 烟气冷凝除湿系统方案设计研究
3.1 燃煤锅炉烟气除湿技术探究
3.1.1 燃煤锅炉尾部烟气的特点
3.1.2 燃煤锅炉烟气除湿技术优点
3.1.3 烟气除湿难点和碳钢—氟塑料复合热管的优势
3.2 碳钢—氟塑料复合热管用于烟气除湿的方案研究
3.2.1 复合热管工质的确定
3.2.2 热管管径的选择
3.3 碳钢—氟塑料复合热管传热性能的模拟研究
3.3.1 碳钢—氟塑料复合热管传热模拟的目的
3.3.2 模型、网格及边界条件
3.3.3 模拟结果与分析
3.4 本章小结
第4章 换热器的整体设计
4.1 烟气参数的确定
4.1.1 换热器入口烟气参数确定
4.1.2 换热器出口烟气参数确定
4.2 换热量及换热温差的计算
4.2.1 热管换热量的计算
4.2.2 换热器平均传热温差计算
4.3 换热器基本结构参数的确定
4.3.1 管束排布方式
4.3.2 换热面积和换热器重量计算
4.4 阻力计算
4.4.1 烟气侧流动阻力计算
4.4.2 冷凝水侧流动阻力计算
4.5 整体结构设计
4.5.1 换热器整体机构参数
4.5.2 管板连接
4.6 经济环境效益分析
4.6.1 经济性分析方法
4.6.2 湿烟气除湿系统收益及安装运行成本
4.6.3 环境效益分析
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]冷凝法烟气除湿减排干烟技术概述[J]. 冯伟忠,施敏,王利民,王立群,朱俊,钱磊,徐耀忠,江俊,张诚,陈磊,唐桦. 电力设备管理. 2018(02)
[2]燃煤电厂湿烟羽成因及对策研究[J]. 刘志坦,惠润堂,杨爱勇,舒喜. 环境与发展. 2017(10)
[3]冷凝再热复合技术应用于燃煤电厂湿烟羽治理的可行性分析[J]. 舒喜,杨爱勇,叶毅科,韦飞,王敏,王春玲. 环境工程. 2017(12)
[4]含不凝气体蒸汽凝结换热数值模拟方法的研究[J]. 陈富强,苏铁熊,马理强,万长园. 节能技术. 2017(05)
[5]燃煤电厂湿烟气余热及水分回收技术研究[J]. 田路泞,韩哲楠,董勇,吕扬,李玉忠,陈玺,刘威. 洁净煤技术. 2017(05)
[6]燃煤电厂湿烟气的除湿特性[J]. 吕扬,董勇,田路泞,韩哲楠,申凯,崔琳,张立强,李玉忠. 化工学报. 2017(09)
[7]基于模块化的氟塑料换热器优化布置研究[J]. 徐钢,陈袁,牛晨巍,马英,刘文毅,任英杰,王怡. 动力工程学报. 2017(05)
[8]吸收式热泵在燃气锅炉烟气余热中的应用案例分析[J]. 杜红波,王庆丰,张广耀,温金涛,陈亚娟,夏建军. 区域供热. 2017(01)
[9]脱硫脱硝行业2015年发展综述[J]. Desulfurization and Denitration Committee of CAEPI;. 中国环保产业. 2017(01)
[10]蒸发段长度对钠钾合金热管启动性能影响[J]. 郭青,郭航,闫小克,叶芳,马重芳. 工程热物理学报. 2016(08)
硕士论文
[1]区域供热工业锅炉低温烟气余热深度回收技术的研究[D]. 刚宪秀.哈尔滨工业大学 2016
[2]燃煤电厂取消GGH后对湿法脱硫系统的影响研究[D]. 于书一.华北电力大学 2015
[3]煤矿回风余热回收利用的技术研究[D]. 张培鹏.山东科技大学 2011
[4]热管封装系统集成技术研究[D]. 赵永刚.北方工业大学 2009
[5]重力热管的制造及传热性能测试[D]. 于涛.山东大学 2008
[6]热管式热回收机组理论和实验研究[D]. 李国庆.上海海事大学 2007
本文编号：3204243
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 烟气冷凝除湿技术研究现状
1.3 热管技术研究现状
1.3.1 热管的发展
1.3.2 热管工作原理及优点
1.3.3 热管换热器研究现状
1.4 本课题研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 碳钢—氟塑料复合热管实验研究
2.1 实验内容及方法
2.1.1启动性能实验
2.1.2等温性能实验
2.2 实验系统及装置校核
2.2.1 实验台示意图
2.2.2 实验装置
2.2.3 实验的校核计算
2.3 热管制作过程
2.3.1 清洗
2.3.2 热管的密封与检测
2.3.3 热管充液
2.3.4 热管的抽真空
2.4 热管实验工况及步骤
2.4.1 实验工况
2.4.2 实验步骤
2.5 热管性能实验结果及分析
2.5.1 启动性能研究
2.5.2 等温性能研究
2.6 本章小结
第3章 烟气冷凝除湿系统方案设计研究
3.1 燃煤锅炉烟气除湿技术探究
3.1.1 燃煤锅炉尾部烟气的特点
3.1.2 燃煤锅炉烟气除湿技术优点
3.1.3 烟气除湿难点和碳钢—氟塑料复合热管的优势
3.2 碳钢—氟塑料复合热管用于烟气除湿的方案研究
3.2.1 复合热管工质的确定
3.2.2 热管管径的选择
3.3 碳钢—氟塑料复合热管传热性能的模拟研究
3.3.1 碳钢—氟塑料复合热管传热模拟的目的
3.3.2 模型、网格及边界条件
3.3.3 模拟结果与分析
3.4 本章小结
第4章 换热器的整体设计
4.1 烟气参数的确定
4.1.1 换热器入口烟气参数确定
4.1.2 换热器出口烟气参数确定
4.2 换热量及换热温差的计算
4.2.1 热管换热量的计算
4.2.2 换热器平均传热温差计算
4.3 换热器基本结构参数的确定
4.3.1 管束排布方式
4.3.2 换热面积和换热器重量计算
4.4 阻力计算
4.4.1 烟气侧流动阻力计算
4.4.2 冷凝水侧流动阻力计算
4.5 整体结构设计
4.5.1 换热器整体机构参数
4.5.2 管板连接
4.6 经济环境效益分析
4.6.1 经济性分析方法
4.6.2 湿烟气除湿系统收益及安装运行成本
4.6.3 环境效益分析
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]冷凝法烟气除湿减排干烟技术概述[J]. 冯伟忠,施敏,王利民,王立群,朱俊,钱磊,徐耀忠,江俊,张诚,陈磊,唐桦. 电力设备管理. 2018(02)
[2]燃煤电厂湿烟羽成因及对策研究[J]. 刘志坦,惠润堂,杨爱勇,舒喜. 环境与发展. 2017(10)
[3]冷凝再热复合技术应用于燃煤电厂湿烟羽治理的可行性分析[J]. 舒喜,杨爱勇,叶毅科,韦飞,王敏,王春玲. 环境工程. 2017(12)
[4]含不凝气体蒸汽凝结换热数值模拟方法的研究[J]. 陈富强,苏铁熊,马理强,万长园. 节能技术. 2017(05)
[5]燃煤电厂湿烟气余热及水分回收技术研究[J]. 田路泞,韩哲楠,董勇,吕扬,李玉忠,陈玺,刘威. 洁净煤技术. 2017(05)
[6]燃煤电厂湿烟气的除湿特性[J]. 吕扬,董勇,田路泞,韩哲楠,申凯,崔琳,张立强,李玉忠. 化工学报. 2017(09)
[7]基于模块化的氟塑料换热器优化布置研究[J]. 徐钢,陈袁,牛晨巍,马英,刘文毅,任英杰,王怡. 动力工程学报. 2017(05)
[8]吸收式热泵在燃气锅炉烟气余热中的应用案例分析[J]. 杜红波,王庆丰,张广耀,温金涛,陈亚娟,夏建军. 区域供热. 2017(01)
[9]脱硫脱硝行业2015年发展综述[J]. Desulfurization and Denitration Committee of CAEPI;. 中国环保产业. 2017(01)
[10]蒸发段长度对钠钾合金热管启动性能影响[J]. 郭青,郭航,闫小克,叶芳,马重芳. 工程热物理学报. 2016(08)
硕士论文
[1]区域供热工业锅炉低温烟气余热深度回收技术的研究[D]. 刚宪秀.哈尔滨工业大学 2016
[2]燃煤电厂取消GGH后对湿法脱硫系统的影响研究[D]. 于书一.华北电力大学 2015
[3]煤矿回风余热回收利用的技术研究[D]. 张培鹏.山东科技大学 2011
[4]热管封装系统集成技术研究[D]. 赵永刚.北方工业大学 2009
[5]重力热管的制造及传热性能测试[D]. 于涛.山东大学 2008
[6]热管式热回收机组理论和实验研究[D]. 李国庆.上海海事大学 2007
本文编号：3204243
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3204243.html
